JP4342589B2 - Ｒｆｉｄ保安タグ - Google Patents

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Description

本発明は、集積回路、詳細に言えば、無線周波数確認用タグに取り付けた集積回路を超可撓性基板に電気接続することに関する。
プリント回路基板（以下ＰＣＢと言う）と集積回路（以下ＩＣと言う）は周知のものであり、多くの用途で一般に使用されている。集積回路は、小さい面積において多くの電子機能性を可能にしている。典型的には、ＰＣＢは、導電層と絶縁層が交互に並んだ多数の層を有し且つ導電層を相互接続するための多数の貫通穴つまりヴァイアを含んでいる。
ＩＣからＰＣＢ内の所定の穴へピンを入れ且つＰＣＢの１つ以上の導電層にピンを溶接して、１つ以上のＩＣがＰＣＢに取り付けられる。ＰＣＢの絶縁層は全体としてエポキシとガラスから成り、且つ導電層は全体として銅製である。
従って、ＰＣＢは高温に耐えうる非常に強固な構造を有しているので、ＩＣをＰＣＢに機械的に固定し且つ電気接続するのは、比較的簡単な作業である。しかし、ハンダ付けプロセスを実行するのに必要なような高温にさらすことが一般にできない可撓性つまり非剛直性の基板にＩＣを取り付けるのが有利になる状況がある。
さらに、超可撓性基板にＩＣを取り付けるのが望ましい場合もある。超可撓性基板は、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）のような現在使用されている「可撓性」基板よりももっと可撓性のある（且つ剛直性が少ない）基板を含む。従って、ここで言及する場合、「可撓性」と言う用語は、市販されているカプトン（登録商標）基板よりも可撓性がある基板を意味する。ＩＣをこのような可撓性基板にワイヤボンドする試みは、超音波エネルギーをワイヤボンドの領域だけに伝達する上で困難があるため、成功が限定される。すなわち、基板の可撓性のため、ワイヤボンドプロセスに必要な超音波エネルギーの多くは、超音波エネルギーが起こす基板の運動によって失われる。
本発明は、集積回路を機械的に取付け且つ電気接続した可撓性基板を提供する。さらに、本発明はＩＣをこのような可撓性基板に電気接続する方法を提供する。
簡単に言えば、本発明は可撓性基板上の少なくとも１つの電導体に集積回路（ＩＣ）を電気接続する方法を含む。この方法は次のステップを有する：
(a) 基板の第１主面及びそれと反対側の第２主面のうち１つに配置されたＩＣ取付け領域並びに、第１主面に配置された第１導電パターンと第２主面に配置された第２導電パターンを有する少なくとも１つの共振回路を具備する可撓性誘電体基板を準備すること、但しここで、第１及び第２導電パターンはインダクタとコンデンサを形成し且つインダクタがアンテナとして機能するよう、第１導電パターンが第２導電パターンに電気接続されていること、
(b) 基板のＩＣボンド取付け領域を清浄にすること、但しＩＣボンド取付け領域は基板の特定の領域と、ＩＣ取付け領域に近接し且つこの領域を含む共振回路を有すること、
(c) 基板の大きい動きを防止するため可撓性基板を固定位置に固定すること、
(d) 可撓性基板に対するＩＣの動きを最小化するためＩＣを可撓性基板のＩＣ取付け領域に固定すること、
(e) ＩＣを共振回路にワイヤボンドし、それにより少なくとも１つのワイヤボンドでＩＣを共振回路に電気接続すること、
(f) 少なくとも１つのワイヤボンド部を外部諸力による損傷から保護するため、少なくとも１つのワイヤボンド部に保護カバリングを取り付けること、
以上の諸ステップである。
さらに、本発明は、所定周波数範囲内の周波数の電磁エネルギーを利用して監視領域内の無線周波数確認（ＲＦＩＤ）タグの有無を検出するための手段及びＲＦＩＤタグから伝達されたデジタルコード化した情報を受信する手段を有する、通信システムに使用するＲＦＩＤタグも提供する。
そのＲＦＩＤタグは、
可撓性誘電体基板、
可撓性基板の第１主面に配置された第１導電パターンを備えた少なくとも１つの共振回路、及び可撓性基板の反対の第２主面に配置された第２導電パターン、を具備する少なくとも１個の共振回路であって、
但し以上において第１導電パターンが第２導電パターンに、第１及び第２導電パターンがインダクタとコンデンサを形成するように電気接続され、そこにおいてインダクタがアンテナとして機能するもの、
基板上のＩＣ取付け領域、
ＩＣ取付け領域に取り付けられ且つ共振回路に電気接続された集積回路（ＩＣ）、但しそのＩＣはデジタル的にコード化した情報を記憶しているものであり、但しそこにおいてアンテナによる所定周波数の信号の検出がアンテナをしてＩＣへと電力を供給させそれによりデジタルコード化情報がＩＣから出力されてアンテナにより所定周波数範囲で伝送されるところのものであり、並びに
ＩＣ及びＩＣと共振回路間の電気接続部をカバーするカプセル封じ層、
を具備する。
後述の実施形態の説明から、本実施例が、ハンダ行程に必要な高温に耐えることができない可撓性基板にＩＣをワイヤボンドする方法を含むことは明らかである。この技術分野に熟達した者は、発明思想から逸脱することなく、この発明の上記の実施例に対する変更がなされ得るであろうことは理解しうるだろう。従って、この発明は、開示された個々の実施例に限定されるものでなく、特許請求項によって定義するこの発明の精神と範囲内での変更をも含むことを意図していることが理解されるべきである。
本発明の前述の概要と以下の好適な実施形態の詳細な説明は、添付図面と関連付けて読むとき、十分に理解できる。本発明を図示するため、ここで好適な実施例を図面に示している。しかし、本発明は開示されたものと同一の配置と手段に限られないことは了解されるべきである。
ある術語は以下で説明に便宜のために使用しており、説明を限定的なものにするものではない。
「頂部」、「底部」、「下方」、「上方」の用語は、参照する図面での方向を示す。「可撓性」の用語は、関連分野の技術に熟達した者に明らかなような、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）から製造した基板よりも可撓性が大きい基板の「超可撓性」基板を意味する。この術語には、上記の用語、その派生語、同様な意味の用語を含む。
本発明はカスタム集積回路（ＩＣ）を有する薄い、可撓性共振回路の製作に関し、且つ共振回路の可撓性基板にＩＣをワイヤボンドする方法を提出する。本発明は共振回路タグ、特に、無線周波数質問信号によって電力を得る無線周波数確認（ＲＦＩＤ）タグに関して説明されているが、可撓性基板に取付け且つ接続した集積回路を具備するのが有利な他の装置にも開示された発明コンセプトを応用できることは、関連分野の技術に熟達した者には明らかである。従って、本発明はＲＦＩＤに限定されない。
ＲＦＩＤタグは周知のもので、広範囲な用途で利用できる。米国特許第5,430,441号明細書は、質問信号に応答してデジタルコード化した信号を伝送する応答タグを開示している。このタグは、多数の誘電層と導電層から構成される強固な基板を具備し、且つ基板の穴に完全に埋め込んだ集積回路と導電フォイルトレースにボンドしたタブを有する。他のＲＦＩＤタグがブラマ氏 (Blama) に与えられた米国特許第5,444,223号明細書で開示されている。ブラマは、紙のような低コストの可撓性材料からタグを製造する利点を確認していた。しかし、単一の集積回路に所定の確認コードを記憶するのでなく、ブラマは、各々の回路が情報の単一ビットを表す多数の回路を使用するタグを構成した。
本発明によれば、ポリエチレンのような誘電材料の非常に薄い基板を利用し、この両側にアルミニウムフォイルのような導電材料の非常に薄い層を積層し、その後フォトプリントし、エッチングして、１つ以上のコンデンサと接続した少なくとも１つのインダクタから成る両面回路を形成し、それにより共振回路を形成することよって、薄い、可撓性ＲＦＩＤタグが製造される。導電材料層の1 つはＩＣを収容するための取付け領域も含む。ＩＣは取付け領域に取り付けられ且つ共振回路にワイヤボンドされ、それによりＩＣが共振回路に電気接続される。
図面では、参照数字が複数の図全体で対応する要素を表す。図１は、本発明の好適な実施例に従った共振周波数確認タグ10の同等な電子回路のダイヤグラムが示す。タグ10は集積回路（ＩＣ）14に電気接続した共振回路12を具備する。共振回路12は、１個以上の容量エレメントと電気的に接続した１個以上の誘導エレメントを有してもよい。好適な実施例では、共振回路12は、シリーズループ内の容量エレメントつまりアンテナ容量ＣＡＮＴ と、それに電気接続された単一誘導エレメントであるインダクタつまりコイルＬとの組み合わせとして、形成されている。このような共振回路は、参照によってこの明細書に組み込まれる米国特許第5,276,431号明細書に詳細に示され、説明されている。インダクタＬのサイズとコンデンサＣＡＮＴ の値は、共振回路12の所望の共振周波数とコンデンサープレートで低い誘導電圧を維持する必要とに基づいて決定されている。本発明の好適な実施例では、13.56 MHz で動作するタグ10が製造されている。タグ10は単一の誘導エレメントＬと単一のコンデンサエレメントＣＡＮＴ を有するが、代わりに、多数のインダクタ及びコンデンサエレメントも使用できる。例えば、多数エレメント共振回路は、参照によってこの明細書に組み込まれる「電子保安装置に使用する活性化／非活性化できる保安タグ」と言う表題の米国特許第5,103,210号明細書で説明されている。
ＩＣ14は、タグと系合された個々の物体や個人を確認するよう多数の目的に使用できる所定デジタル値を記憶している。記憶されたデジタル値は各々タグ10に特有なものでもよく、場合によっては、２つ以上のタグが同一の記憶デジタル値を有するのが望ましいこともある。物体の確認に加えて、製品保証情報を記憶するため、ＩＣ14を使用することができる。ＩＣ14に記憶された情報を読み出すため、近接リーダ又は質問装置（図示されていない）が使用される。動作時に、近接リーダは共振回路12の共振周波数で電磁場を発生する。タグ10をリーダに近接して且つ電磁場中に置く時、電圧が誘導コイルＬに誘導され、それがＩＣ14のＡＮＴ入力端からＩＣ14に給電される。ＩＣ14はそのＡＮＴ入力端における誘導ＡＣ電圧を内部で整流し、内部ＤＣ電圧源を発生する。内部ＤＣ電圧がＩＣ14の適切な動作を保証するレベルに達した時、ＩＣ14はそのＭＯＤ出力部で記憶されているデジタル値を出力するよう機能する。変調コンデンサＣＭｏＤ はＩＣ14のＭＯＤ出力部と共振回路12に接続されている。ＩＣ出力パルスは、接地を接続したり接続を外したりして記憶データに従って共振回路12の全体容量を変化させ、それにより共振回路12の共振周波数を変化し、それを主動作周波数からより高い所定の周波数に離調する。リーダは電磁場内でのエネルギーの消費量を検出する。タグ10のデータパルスは共振回路12の同調と離調によって発生する。リーダはエネルギー消費量の変化を感知し、ＩＣ14からのデジタルデータ値出力を確定する。
ＩＣ14はまた、電力帰還又はＧＮＤ出力端子、及びＩＣ14をプログラムする（すなわちデジタル値を記憶するか、変更する）ため使用する１つ以上の追加出力部16を有する。ここでの好適な実施例では、ＩＣ14は16ビットの非揮発性メモリーを有し、リーダ及びタグ10は13.56 MHz で動作する。もちろん、ＩＣ14がもっと大きいか、又はもっと少ないビットを記憶するよう、記憶容量がもっと大きく又はもっと小さいメモリーチップを使用できることは、関連分野の技術に熟達した者には明らかだろう。さらに、共振回路12とリーダが13.56 MHz 以外の無線周波数でも動作しうることは、関連分野の技術に熟達した者に明らかだろう。
図２は、ＲＦＩＤタグ20の第１の実施例の１つの側又は主面を示す。タグ20は、タグ10と同様に、コイル22の形のインダクタとコンデンサ24を有する共振回路を具備する。コンデンサ24では、２つのプレートが基板26の反対側又は主面に配置されている。インダクタコイル22は基板26の両主面のうち１つに位置し、基板26の周囲外縁28に近接し、それをめぐって延びている。タグ20の片側だけを図示したので、図２にはコンデンサ24の１つのプレートだけが示されている。コンデンサ24のプレートは、共振回路を同調するための多数のフィンガーや延長部30を含む。すなわち、フィンガ30を切断しエッチング又は他の方法でトリムし除去し、コンデンサ24の値を変化させ、こうして共振回路12の共振周波数が変化する。
第１の好適な実施例では、基板26は、紙やポリマー材料のように好ましくは可撓性があり、全体として長方形の、平坦な絶縁又は誘電材料を含む。ここで好適な実施例では、基板26はポリエチレンである。しかし、基板26が絶縁性で、誘電体として使用できる限りは、基板26をどんな固体材料又は複数材料の合成構造材のような他の材料からでも製造できることが、関連分野の技術に熟達した者には明らかである。共振回路12の回路エレメント及びコンポーネントは、基板26の表面に導電材料をパターン化し、基板26の両主面に形成されている。第１導電パターンは基板26の第１の側つまり表面に組み付けられ、タグ20の頂部面としてどちらかの表面を任意に選択してもよい。さらに、第２導電パターンは基板26の反対の又は第２の側又は表面（図示されない）に組み付けられ、この表面は時として、背面つまり底面と言われている。導電パターンは、既知のタイプの導電材料を使用し且つ電子物品監視技術で周知の方法で基板表面に形成することができる。導電材料は減法プロセス（すなわち、エッチング）によってパターン化するのが好ましく、それにより望ましい材料が典型的な方法、すなわちエッチレジストインキを使用して保護した後望ましくない材料をエッチングすること、によって除去される。好適な実施例では、導電材料はアルミニウムフォイルを含む。しかし、アルミニウムの代わりに、他の導電材料（例えば、導電フォイルやインキ、金、ニッケル、銅、りん青銅、黄銅、ハンダ、高密度黒鉛又は銀入り導電エポキシ）も共振回路やその動作の性格を変えずに使用することができる。
第１及び第２の導電パターンは、13.56 MHz の上記の好適周波数のような所定動作周波数範囲内の共振周波数を有する共振回路12のような、少なくとも１つの共振回路を形成する。図１に関して前述したように、共振回路12は、単一の容量エレメント又は容量ＣＡＮＴ と電気接続された単一誘導エレメントであるインダクタ又はコイルＬをシリーズループとして組み合わせて、形成されている。第１導電パターンのコイル部分22によって形成される誘導エレメントＬは、前述の通り基板26の第１主面の導電材料のラセンコイルとして形成される。さらに、前述の容量エレメントＣＡＮＴ は前述の通り、第１導電パターンの全体として長方形のプレート（24で示す）によって形成される、第１プレートと、それに対応して並んだ第２導電パターンの全体として長方形のプレートによって形成される第２プレート（図示されていない）とから構成される。第１及び第２のプレートが全体として、重なりができており且つ誘電体基板26によって分離されることは、関連分野の技術に熟達する者には明らかである。コンデンサエレメントＣＡＮＴ の第１プレートはインダクタコイル22の片端に電気接続されている。同様に、第２プレートをインダクタコイル22の他の端に接続するため、コンデンサエレメントＣＡＮＴ の第２プレートは基板26を貫通して延びる（図示されていない）溶接接続部によって電気接続され、それにより周知の方法で誘導エレメントＬをコンデンサエレメントＣＡＮＴ に接続している。
ここで好適な実施例では、基板26と第１及び第２導電パターンは厚さは大約0.084 mm（3.3 ミル）で、基板26が厚さ約0.0254 mm（1.0 ミル）で、第１の導電パターン（すなわち、図２と３に示すコイル層又は側）が厚さ約0.051 mm（2.0 ミル）で、第２の導電パターンが厚さ約0.0076 mm（0.3 ミル）である。基板26が比較的薄く、高い弾力性を有するので、基板26がそれ自体では、ＩＣ14を支承し、強力で、容易に破損されたり、圧縮されたりしないＩＣ14と共振回路12間の電気接続部を形成できるようにしっかりした、安定した位置にＩＣ14を維持するのに適切な支持力を持たないことが、判明している。従って、本発明はＩＣ14を支承し、支持するためのＩＣ収容又は取付け領域32を提供している。ＩＣ取付け領域32は基板26の表面に位置し、且つＩＣ14を十分支持するのに適した材料で製造されている。ＩＣ取付け領域32は、この表面にＩＣ14を取付けるか固定でき、それにより超音波ワイヤボンド作業中ＩＣ14が基板26と共振回路12に対して移動しなくなるような安定した表面にする。ここで好適な実施例では、ＩＣ取付け領域32はＩＣ14と同一の全体寸法（例えば、全体として形状が長方形である）であるが、ＩＣ14より幾分か大きく、それにより、ＩＣ14を取付け領域32に配置するのがそれほど困難でなくなる。好ましい方法として、製造プロセスを高能率にコストパフォーマンスを高く維持するため、ＩＣ取付け領域14は第１の導電パターンと同一の材料製で、且つ共振回路12が基板26に形成されるのと同時に基板26に形成される。図２に示すように、第１の好適な実施例では、ＩＣ取付け領域32は、コイル22又はコンデンサ24に近接しているが、それと接触していない基板26の頂部面の上方右側に位置し、それにより、取付け領域32が他のコンポーネントから物理的且つ電気的に隔離されている。この位置は、ＩＣ14が電気接続される領域又はパッドの各々に近接して位置決めするか配置できるため、最適である。
図３はＲＦＩＤタグ34の第２の好適な実施例の片側を示す。タグ20と同様に、タグ34は基板26、アンテナとして機能する誘導コイル22及び、コンデンサ24の値を調整できるフィンガー又は延長部30を有するコンデンサ24を具備する。好適な実施例では、基板26はシート形のポリエチレンを含み、且つ誘導コイル22とコンデンサ24は前述のエッチングしたアルミニウムフォイルを含む。タグ34はまた、誘導コイル22のフイルドインコーナつまり肩部をもつところの、ＩＣ取付け領域36を有する。絶縁つまり浮動ＩＣ取付け領域32（図２）とは対照的に、基板26の表面の片側には導電パターンの一体部分としてＩＣ取付け領域36を形成することにより、基板26の運動がより大きい面で吸収されるので（例えば、ワイヤボンド中の超音波エネルギーによって起こったＩＣ取付け領域36の振動がＩＣ取付け領域36によってだけでなく、コイル22によっても吸収されるので）、この領域はＩＣ14のためのより安定した支持面となる。ＩＣ14用のより安定しているか、より強固な支持面を確保することは、後述するように、ＩＣ14を共振回路12に適切にワイヤボンドできるようにするため、重要である。
図２と３では、多数のボンドパッドも基板26の第１の側に形成され、この側にＩＣ14が電気接続されていることを示す。第１のボンドパッド38がＩＣ14のアンテナ（ＡＮＴ）入力部に接続するため設けられている。第２のボンドパッド40がＩＣ14のＭＯＤ（変調）出力部に接続するため設けられ、且つ多数のボンドパッド42が、前述の通りに、ＩＣ14をプログラムするのに使用するＩＣ14の追加入力部16への接続のため設けられている。ボンドパッド38, 40, 42の各々は導電材料から形成され、最初の導電パターンと同一の材料から製造されるので好ましく、且つ共振回路が基板26に形成されると同時に基板26に形成されている。ＩＣ14のＧＮＤ出力部はＩＣ14に近接したコイル22の位置でコイル22に接続されている。
図４〜６と７は、本発明に従って、ＩＣ14が超音波溶接プロセスを使用してワイヤ44でボンドパッド38, 40, 42及びコイル22にワイヤボンドされていることを示す（図６）。好適な超音波溶接法として、0.032 mm (0.00125 インチ) アルミニウムワイヤのような導電ワイヤを使用して、ＩＣ14の入力／出力パッドを基板26の対応するボンドパッド38，40，42に相互接続するため、真空プレナムテーブルを使用している。
図７はワイヤボンドプロセスのフローチャートである。ＩＣ14を可撓性基板26にワイヤボンドする困難を克服するため、溶接やワイヤボンドプロセス中、ボンドパッド38, 40, 42を適切に掃除し、ＩＣ14をＩＣ取付け領域32/36 に接着固定し且つ基板26を固定位置に保持することが、ＩＣ14とボンドパッド38, 40, 42の間を適切な状態でワイヤボンドする時の各々の重要なステップであることは明らかである。
ステップ52から始めて、共振回路12は、製造プロセスの一部として多数の個別共振回路12が形成されたウェブからダイカットされる。ＩＣ14をＩＣ取付け領域36に取り付ける前、一般にＩＣボンド取付け領域46（図４）と言う基板26上の特定の領域とＩＣ取付け領域36に近接し且つそれを含む共振回路12が、共振回路12の形成後にＩＣボンド取付け領域46に残るフォトレジスト材料を除去するため、ステップ54で化学的に清浄化される。好適な実施例では、ＩＣボンド取付け領域46は、綿棒を使用してアセトンで掃除される。
ステップ56において、共振回路12はプレナム又はワークホルダに配置され、この部分は共振回路12を収容し且つ固定保持するよう設計されている。好適な実施例として、プレナムは共振回路12を収容できるサイズと形状の溝を有する。真空圧によってプレナム内でワークピースを保持するプレナムは既知で、市販されているものの、プレナム内に共振回路12を保持する真空圧を使用するだけでは、可撓性基板26を維持し且つワイヤボンドを実行するのには十分ではないことが分かった。従って、好適製造プロセスでは、共振回路12が真空圧とプレナム回路収容領域へ接着手段を塗布する両方の方法によってプレナムの溝内に保持される。真空圧と接着材を組み合わせれば、超音波溶接又はワイヤボンド作業を実施できるように、プレナム内に共振回路12を適切な状態に固定保持できることはわかっている。ここでの好適な実施例では、共振回路12をプレナムに取り付ける接着手段は、共振回路12をプレナムに保持するほど十分強いが、共振回路12を引き裂いたり、損傷したりせずにプレナムから取り外せる。
ステップ58では、ＩＣをＩＣ取付領域32，36 に固定したり取り付けたりするため、接着材、好ましくはエポキシをＩＣ取付領域32，36 に塗布する。ＩＣ14を所定の位置に維持し且つＩＣ14がワイヤボンド作業中移動しないよう、このような接着材を使用してＩＣ14をＩＣ取付領域32，36 に取り付ける。本発明によれば、ＩＣ取付領域32，36 にエポキシの２つ以上の点か、またはその代わりにＩＣ14用のより硬く安定した基部を形成するため、エポキシの大きいプールを使用するのが好適である。すなわちエポキシは、ＩＣ14を配置した後ＩＣ14の周囲を越えて少なくとも0.025〜0.051 mm（１〜２ ミル）に広がらなければならない。好適実施例では、ＩＣ14は、ＵＶ硬化性エポキシのような紫外線（ＵＶ）硬化性接着材を使用してＩＣ取付領域32，36 に取り付けられている。
ステップ60において、ＩＣ14をＩＣ取付領域32，36 の中心に配置する。ＩＣをピックアップして、ＩＣ取付領域32，36 に配置するため、真空補助ピックアップ工具を使用することができる。ＩＣ14を正しい方向にして、ぴったりと着座させ、且つＩＣ14の回りにエポキシの十分なフィレットがあるように注意する。ＩＣ14の中心を合わせるのを助けるため、被覆ピンセットや木製パドルを使用してもよい。さらに、ＩＣ14又はボンドパッド33, 40, 42の頂部にエポキシが延びたり、付かないよう注意する。エポキシを使用してＩＣ14をＩＣ取付領域32，36 に取り付けた後、ステップ62で共振回路12をＵＶ硬化コンベヤオーブンに通し、エポキシを硬化させる。ＵＶ硬化コンベヤオーブンは、約60℃の温度でエポキシを硬化するため紫外線を使用する。60℃を越える温度は基板26と可撓性回路12を破壊又は損傷するおそれがあるので、60℃でエポキシが硬化するのが好ましい。
ステップ64で、ワイヤ44がボンドされるボンド領域38, 40, 42のワイヤボンド領域48（図５）と示した領域が掃除され酸化物（例えば、ＡｌＯ２ ）が除去され、また導電材料のワイヤボンド領域48にきめ（粗面）を与える。ワイヤボンド領域48にきめを追加することはエネルギーディレクタとしての作用を生じ、ボンドパット38, 40, 42にワイヤを溶接する時に特別の導電材料になるよう導電状態にする。従って、掃除ステップ64は、合成スチールウール洗浄パッド又は消しゴムのような柔らかい研摩材を使用して実施する。ワイヤボンドステップ中導電材料に酸化物が最小であるか、全くないように、ワイヤボンドステップ直前に掃除ステップ64を実施するのが好適である。
ステップ66では、ワイヤ44はＩＣ14とボンドパッド38, 40, 42（図６）にボンドされる。好適には、ワイヤ44は18〜20 gm の破断強度の0.0032 cm（0.00125 インチ）のアルミニウムワイヤである。市販されているタイプのボンド装置及び超音波発生機を使用して、ワイヤ44をボンドパット38, 40, 42及びＩＣ14にボンドする。ボンド強さは6 gm超で、ワイヤループの高さは0.381 mm(0.015インチ) 以下であることが好ましい。前述の通り、可撓性基板26を使用して共振回路12が構成されているので、ワイヤボンドプロセス中共振回路12をしっかりと保持することが重要である。このように、前述の通り、ワイヤボンド装置によって発生し且つＩＣ14とボンドパッド38, 40, 42に向けられた超音波エネルギーがＩＣ14及び／又は基板26の運動又は振動によって失われないように共振回路12を接着剤でプレナムに保持し真空圧により保持するのが、ここでは好適である。ワイヤボンド装置は、ワイヤ44の一部を部分的に溶解し且つワイヤ44をボンドパッド38, 40, 42それぞれにボンドするため、音波振動を使用する。共振回路12をワイヤボンド機に接着剤で固定すること、共振回路12をワイヤボンド機に固定するため真空圧を使用すること、及びエポキシを使用してＩＣ14を共振回路12に取り付けること、の組み合わせにより、共振回路12とＩＣ14が適切な状態に保持され、それにより有効なワイヤボンドが形成される。
ＩＣ14を共振回路12にワイヤボンドした後、ステップ68で、少なくともワイヤボンド部に保護カバーリング又は封入材45（図９）を配置する。封入材45は、関連分野の技術に熟達した者に既知の通り、封入材空圧ディスペンサーを使用して塗布する。ここで好適には、下記で説明するように、ポリマーハウジングのみぞ内に封入ＩＣ14を取付けるために、封入材45が光硬化樹脂であり、ワイヤボンドされたＩＣ14上の封入材45の仕上げ高さが0.64 mm（0.025 インチ）以下で、且つ封入材45の直径6.4 mm（0.25インチ）以下である。
ステップ70で、ＵＶ硬化コンベヤオーブン内に回路12を置いて封入材45が硬化される。好ましくは約60℃で温度の紫外線を使用して封入材45を硬化させる。好適なポリエチレン基板26が約75℃で溶解するので、封入材45はベーキングによって硬化されない。従って、ベーキングによって基板26が損傷したり、破壊されないだろう。
ステップ72では、共振回路12の周波数は、スペクトル分析器や周波数発生器とディスプレイモニターを使用したテストセットアップで測定される。共振回路12が、好適な実施例では13.6〜13.8 MHzである所定共振周波数で動作するよう、必要ならば、コンデンサ24は、１つ以上のコンデンサフィンガー30を切断して且つ除去してトリムする。ステップ74では、ＩＣ14は、好適な方法としてコンピュータからプログラミングパッド42にプローブリード線を取り付けて、当該技術で周知の方法で所望のデータをＩＣ14に記憶するようにプログラムする。
共振回路12とＩＣ14を有するタグ10の形成が完了すれば、タグ10を種々な目的と多様な環境に使用してよい。タグ10のそのような用途の１つは、アクセス管理に使用するタイプの近接カードである。図８を参照すると、近接カード90の分解図が示されている。近接カード90はＲＦＩＤタグ10、ハウジング92、両面型トランスファ接着テープ94及びカバーラベルかバッキング96を有する。図９に図示するように、ハウジング92はタグ10の封入ＩＣ14を収容する位置とサイズの溝98を有する。トランスファ接着テープ94は、ＩＣ14を溝98内に収容できるよう、溝98とＩＣ14に対応するコーナ内のカットアウトエリア100 を有する。
ステップ76（図７）では、カットアウトエリア100 が溝98と一致するような方向で両面型トランスファ接着テープ94をハウジング92下面に取り付ける。ステップ78では、ハウジング92のトランスファ接着テープ94にタグ10を取付け、且つＩＣ14をハウジング92の溝98内に収容する。最後に、ステップ80で、接着剤（図示されない）を使用してバーラベル96をタグ10に取りつける。バーラベル96の外面には広告又は確認用の印刷指示票があってもよい。近接カード90は、人が取り扱うに便利なサイズと形状のクレジットカードに類似した長方形であるのが好ましい。カード90のシーケンス番号とデータコードはハウジング92の外面やカバープレート96に刻印してもよい。ハウジング92は塩化ポリビニールのようなポリマー材料製で、射出成形や先行技術で知られる他の方法などで成形するのが好ましい。トランスファ接着テープ94は、好ましくは一般にパッケージロールとして市販されている両面、両ライニングの2 mil 接着テープである。近接カード90は、関連分野の技術に熟達した者には既知の近接管理カードとして利用してもよい。別の方法として、タグ10は、保安や製品保目的で使用する小売り品に配置する保安ラベルとしても使用できるだろう。さらにタグ10を他の営業用途で使用できることは、当該技術に熟達した者には明らかだろう。
本発明の好適な実施例の共振周波数確認（ＲＦＩＤ）タグの同等な電気回路のダイヤグラム。 本発明の第１の実施例の可撓性プリント回路ＲＦＩＤタグの片側の拡大平面図。 本発明の第２の実施例の可撓性プリント回路ＲＦＩＤタグの片側の拡大平面図。 図３の可撓性プリント回路ＲＦＩＤタグの一部の拡大斜視図。 集積回路を取り付けた、図３の可撓性プリント回路ＲＦＩＤタグの一部の拡大斜視図。 集積回路を取り付け且つワイヤボンドした、図３の可撓性プリント回路ＲＦＩＤタグの一部の拡大斜視図。 本発明の好適な実施例の共振周波数確認タグの製造プロセスのフローチャート。 本発明の好適な実施例の共振周波数確認タグの分解斜視図。 図８の共振周波数確認タグのハウジングの一部の断面図。
符号の説明
10,20,34 タグ
12 共振回路
14 ＩＣ
16 追加出力部
22 コイル
24 コンデンサ
26 基板
28 周囲外縁
30 フィンガ
32,36,46 取付け領域
38,40,42 ボンドパット
44 ワイヤ
45 封入材
48 ボンド領域
90 近接カード
92 ハウジング
94 トランスファ接着テープ
96 バーラベル
98 溝
100 カットアウトエリア

Claims (5)

  1. 所定周波数範囲内の周波数の電磁エネルギーを利用して監視領域内の無線周波数確認（ＲＦＩＤ）タグの有無を検出するための手段及び前記ＲＦＩＤタグから伝達されたデジタルコード化した情報を受信する手段を有する、通信システムに使用するための無線周波数確認（ＲＦＩＤ）タグであって、このＲＦＩＤが：
    カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）(登録商標）の基板より可撓性があり、且つ剛直性が少ない超可撓性誘電体基板；
    前記超可撓性誘電体基板の第１主面に配置された第１導電パターン、及び前記超可撓性誘電体基板の反対の第２主面に配置された第２導電パターン、を具備する少なくとも１つの共振回路であって、前記第１導電パターン及び前記第２導電パターンがアンテナとして機能するインダクタとコンデンサを形成するように、前記第１導電パターンが前記第２導電パターンに電気接続された共振回路；
    前記超可撓性誘電体基板の前記第１主面及び前記第２主面のいずれか一方の主面上に形成されたＩＣ取付け領域；
    前記ＩＣ取付け領域に取付けられて、前記共振回路に電気接続され、デジタルコード化された情報が記憶されており、所定周波数の信号を前記アンテナが探知すれば、前記アンテナをして電力が供給されて、デジタルコード化された情報を出力し、所定の周波数の範囲の信号で前記アンテナにより伝送されるよう構成された集積回路（ＩＣ）、並びに、
    前記ＩＣ並びに前記ＩＣと前記共振回路の間の電気接続部をカバーする封入材、を具備しており、
    前記ＩＣ取付け領域は、前記ＩＣが取り付けられて支持されるために、前記ＩＣが取り付けられる一方の主面に形成された導電パターンと同一の材料で形成され、前記超可撓性誘電体基板の剛直性を補完する剛直性を有するよう構成されたＲＦＩＤ保安タグ。
  2. ＩＣ取付け領域が第１及び第２導電パターンのどれかで形成されるインダクタの肩部を有する、請求項１の保安タグ。
  3. ＩＣがＩＣ取付け領域に接着取付されている、請求項１の保安タグ。
  4. 第１及び第２導電パターンがエッチングしたアルミニウムを含む、請求項１の保安タグ。
  5. 第１導電パターンとＩＣをカバーするポリマーハウジングをさらに具備し、且つハウジングがＩＣを収容するみぞを有する、請求項１の保安タグ。
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